LED-hinderljuskrets

Hinderlampor är varningslampor som vi ser högst upp i höga strukturer som torn och skyskrapor, installerade för att indikera flygplan och andra flygande föremål om dessa hinder.

Dessa lampor varnar de flygande flygplanen om den minsta höjd de ska ha över dessa höga strukturer för att undvika en eventuell kollision och olyckor.

Hinderlampor är oftast röda i färg så att de kan visualiseras från maximalt avstånd och även under dimmiga förhållanden. Dessa kan vara en kontinuerligt upplyst typ av lampa eller en blinkande, roterande fyr typ av lampa.

I den här artikeln diskuterar vi en enkel konstruktion av ett kraftfullt LED-baserat obstruktionsljussystem med minimala delar och effektivt arbete.

Idén begärdes av Mr. Jerry enligt nedan:

Kretsspecifikationer

Jag har ett medelstort hinderljus som har gått fel. Ingångsspänningen är 48 VDC och strömmen är 60 W. Den har fyra kretsar som har 12 lysdioder per krets. Den har också en LDR som ska stänga av ljuset under dagtid och PÅ under natten.

Nu på grund av de skadade komponenterna som jag inte kunde hitta deras ideala nummer, vill jag att du ska utforma en annan krets för mig som kommer att kunna utföra samma funktion som tidigare, kom ihåg att den blinkar (den slås på och av) ​​flip flop . De fyra olika kretsarna levereras från 48VDC.

Jag antar att de fyra kretsarna fungerar på två sätt: den övre delen och den nedre delen. Två kretsar styr den övre delen medan de andra två styr den nedre delen.

Blixten bör vara ca 2 sek intervall (på och av) ​​som ska vara kontinuerlig, den har också en fotocell.

Utforma en krets som kommer att kunna styra de övre och nedre delarna av systemet samtidigt och gör en åtgärd om det skulle behövas separera den övre delen från den nedre delen. Effekten är 60W / 48VDC.

Kretsanalys

Genom att analysera ovanstående beskrivning kan vi dra slutsatsen om följande antaganden.

Det verkar som om de 4 kretsarna är 4 separata men identiska LED-drivrutiner, som används för att styra strömmen för de 4 LED-grupperna separat. De separata drivrutinerna säkerställer att alla lysdioder tillsammans aldrig kan misslyckas i händelse av ett fel.

Effekten på 60 watt är för alla lysdioder tillsammans, därför bör varje 12 LED-grupp klassas till 5 watt. Med andra ord kan strömmen genom varje 12 LED-strängar vara 0,12 ampere eller 120 mA.

Införandet av en LDR och även en fotocell verkar förvirrande, så vi ignorerar fotocellen och använder endast en LDR för det önskade automatisk växling av nattetid.

Kretsdesign

Som förklarats ovan kan de fyra kretsarna vara 4 LED-drivrutiner, eller för att vara exakt strömstyrkretsar för att skydda lysdioderna från överström.

En djupare analys visar dock att 120 mA-lysdioder kanske inte kräver en speciell strömstyrenhet, och en resistiv strömbegränsning kan vara helt tillräcklig. Vi anser att ingångsförsörjningen 48V DC är relativt konstant.

Den LED som vi kan välja för detta hinderljuskretsprojekt är 2835 SMD-lysdioder för optimal ljusstyrka. De tekniska detaljerna kan studeras från från data:

2835 SMD LED-specifikationer

• Framström: 120 mA till 150 mA
• Framspänning: 3,1 V DC
• Ljusflöde: 10 till 15 LM
• Effekt: 0,5 watt

Beräkning av strömbegränsningsmotstånd

Strömbegränsningsmotståndet för var och en av LED-grupperna i serie 12 kan beräknas utifrån följande formel:

R = Vs - Total FWD-släpp / begränsningsström

• där Vs är matningsspänningen = 48 V.
• Total minskning med fotvolym = 12 x 3,1 = 37,2
• Begränsningsström: 0,12 ampere

Därför,

R = 48 - 37,2 / 0,12 = 90 Ohm

Motståndets effekt kommer att vara ( 48 - 37,2) x 0,12 = 1,2 watt eller 1,5 watt avrundat.

Använda en transistor som är stabil för att blinka lysdioderna

Eftersom hinderljus-lysdioderna måste blinkas i ett flip-flop-läge, verkar en transistoriserad astabel krets vara ett bra val. Detta beror på att en transistorbaserad astabel erbjuder två alternerande oscillerande transistorutgångar som kan användas för att blinka två uppsättningar lysdioder separat.

Komplett kretsschema kan ses nedan:

Delar

1. R1, R4 = 22 k Ω
2. R2, R3 = 78 k Ω
3. R9, R10, R11 = 6k8
4. R12 = 100 k förinställd
5. R5, R6, R7, R8 = 90 ohm 1,5 watt
6. C1, C2 = 1 μF / 60 V.
7. T1, T2, T5 = BC547
8. T3, T4 = IRFD110
9. D1, D2 = 1N4148
10. LDR, fotoresistor = typiskt, 30 k i dagsljus i skugga
11. Lysdioder = Som diskuterats ovan, 48 nr.
    

Hur det fungerar

Den föreslagna LED-hinderljuskretsens funktion kan förstås med följande punkt:

De fyra motstånden i mitten tillsammans med C1, C2 och T1, T2 bildar en grundläggande transistoriserad astabel multivibratorkrets. Huvudfunktionen i denna astabla är dess låga kostnad och snabba felsäkra funktion så snart den drivs. När de väl är PÅ, börjar T1 och T2 växelvis växla med en frekvens som bestäms av basmotstånden R2, R3 och kondensatorerna Cl, C2.

Dessa specifika komponenter kan vara ändras efter önskemål för att ändra omkopplingshastigheten för T1 och T2. Högre värden ger långsammare växlingshastigheter och vice versa.

En annan fördel med denna astabla är att den kan dimensioneras att arbeta vid högre spänningar, såsom 48 V här, utan att inkludera speciella spänningsregulatorsteg. Dessutom kan vi uppnå två omväxlande utgångar, vilket kanske inte är möjligt med IC-baserade astabler, såvida inte en extern BJT används.

MOSFET: erna T3, T4 används för att byta lysdioder i enlighet med blinkande signaler från respektive hållbara BJT-samlare.

Lysdioderna är uppdelade i 2 grupper om 24 lysdioder vardera, som kan konfigureras på ovansidan och botten av hinderljusskåpet. Dessa grupper av lysdioderna fortsätter sedan att blinka flip flop kontinuerligt så länge de är strömförsörjda.

T5-steget är den automatiska omkopplarkretsen för natt. När tillräckligt med ljus är tillgängligt under dagtid blir T5 förspänd genom LDR-lågmotståndet och håller de två MOSFET-enheterna avstängda genom att jorda sina grindar.

När mörkret faller ökar LDR-motståndet, vilket gradvis tömmer basförspänningen från T5 och slutligen stänger av den.

När detta händer aktiveras MOSFET: erna och de börjar växla lysdioderna växelvis och tjänar snabbt den avsedda funktionen hos en hinderlampa.

Under dagtid är kretsens maximala förbrukning inte mer än 5 mA.